摩耗試験方法及び摩耗試験機
【課題】 試料の初期摩耗の評価を行うことができる摩耗試験方法を提供する。
【解決手段】 試料４４の隣接する２面４４ａ及び４４ｂを鏡面研磨して隣接する２面の交点にエッジ４４ｃを形成する。試料４４のエッジ４４ｃを研磨用バフ３３の表面に一定の接触圧で接触させた状態で、試料４４と研磨用バフ３３との間に予め定めた相対運動を生じさせてエッジ４４ｃを摩耗させる。そしてエッジ４４ｃに形成された摩耗面の幅（エッジが延びる方向と直交する方向の摩耗面の寸法）を測定して試料４４の耐摩耗性を評価する。
【解決手段】 試料４４の隣接する２面４４ａ及び４４ｂを鏡面研磨して隣接する２面の交点にエッジ４４ｃを形成する。試料４４のエッジ４４ｃを研磨用バフ３３の表面に一定の接触圧で接触させた状態で、試料４４と研磨用バフ３３との間に予め定めた相対運動を生じさせてエッジ４４ｃを摩耗させる。そしてエッジ４４ｃに形成された摩耗面の幅（エッジが延びる方向と直交する方向の摩耗面の寸法）を測定して試料４４の耐摩耗性を評価する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の耐摩耗性、特には３元アブレシブ摩耗性を評価する摩耗試験方法及び該方法を実施する際に使用する摩耗試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メリヤス編機の針等の機械部品や刃物に使用される炭素工具鋼及び合金工具鋼等の金属材料の耐摩耗性を評価する方法として、摺動面間に硬質遊離粒子を供給するピンオンディスク法が知られている。そして特開２００１−２０８６６５号公報（特許文献１）には、従来のピンオンディスク法による摩耗試験装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０８６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるような従来のピンオンディスク法では、試験後の試料の体積や重量の変化量を摩耗量とし、この摩耗量に基づいて耐摩耗性の評価を行っている。しかしながら試料の初期摩耗の特性について試験したい場合には、初期摩耗の摩耗量が非常に微小であるため、電子天秤等の分析用の天秤を用いて重量を測定しても、摩耗量が測定範囲外となってしまい、試料の初期摩耗の評価を行うことができないという問題がある。また従来のピンオンディスク法では、電子天秤等の分析用の天秤で測定できる程度まで試料を摩耗しなければならないために、硬質粒子径が極めて小さい試料のように、摩耗量が少ない試料を試験する場合には、摩耗試験に時間がかかってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
また従来のピンオンディスク法による摩耗試験により得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致しておらず、ピンオンディスク法では３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができない問題があった。
【０００６】
さらに従来のピンオンディスク法で試料が板形状である場合には、バフ等の研磨部材と試料が面接触した状態で摩耗試験が行われる。そのため試料が、いわゆるびびり振動と呼ばれる微小振動をしている。微小振動が発生すると、同一条件における摩耗試験でも試験結果にばらつきが生じて、耐摩耗性データの再現性が低くなってしまうことがある。
【０００７】
さらに、刃付けを必要とする工具等においては、工具等の面の耐摩耗性だけでなく、刃先の先端やエッジの耐摩耗性が重要となる。しかしながら、従来の摩耗試験に用いられている摩耗試験機は、エッジの摩耗試験に適しておらず、エッジの耐摩耗性を正確に評価できないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、試料の初期摩耗の評価を行うことができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【０００９】
上記目的に加えて、本発明の他の目的は、試験時間を短くすることができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１０】
上記目的に加えて、本発明のさらに他の目的は、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、エッジ部の摩耗を評価することができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、試験片が微小振動することのない摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、耐摩耗性データの再現性に優れた摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の摩耗試験方法は、研磨工程と、摩耗工程と、評価工程とを実施する。研磨工程では、試料の隣接する２面を鏡面研磨して隣接する２面の交点にエッジを形成する。摩耗工程では、試料のエッジを研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で、試料と研磨用バフとの間に予め定めた相対運動を生じさせてエッジを摩耗させる。そして評価工程では、エッジに形成された摩耗面の幅（エッジが延びる方向と直交する方向の摩耗面の寸法）を測定して試料の耐摩耗性を評価する。本発明の摩耗試験方法によれば、試料はエッジのみが研磨用バフと線接触した状態から徐々に面接触へと摩耗が進行する。そのため、試験開始当初から試験片が微小振動（びびり振動）することがない。またエッジは、試験開始当初においても十分に摩耗するため、試験結果にばらつきが生じなくなり、耐摩耗性データの再現性を高めることができる。さらに本発明の摩耗試験方法によれば、摩耗面の幅により試料の耐摩耗性を評価しているので、分析用の天秤等で重量変化を把握できる程度まで試料を摩耗させる必要が無い。そのため、試料の初期摩耗の評価を行うことができる。また少ない摩耗量で評価をすることができるので、試験時間を短くすることができる。さらに、本発明の摩耗試験方法により得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致する。そのため、本発明によれば、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる。
【００１５】
研磨工程では、隣接する２面の間の内角が９０°になるように２面を鏡面研磨してもよい。接する２面の間の内角を９０°にすると、研磨工程における試料の研磨が容易となり、隣接する２面の交点に簡単にエッジを形成することができる。
【００１６】
試料の隣接する２面と研磨用バフの間との角度はそれぞれ等しいことが好ましい。このようにすると、隣接する２面がエッジを中心にして均等に摩耗していく。そのため、バラツキの少ない試験結果を得ることができる。
【００１７】
相対運動は、試料及び試験用バスの一方または両方を移動させて生じさせることができる。例えば、試料を所定位置に配置し、研磨用バフを回転させることにより、相対運動を生じさせることができる。このように構成すると、既存のピンオンディスク用の摩耗試験機の一部を利用することができるので、摩耗試験を簡単に行うことができる。なお試料と研磨用バフとの間の相対運動は、回転運動に限られず、直線運動、往復運動、あるいはこれらと回転運動とを組合せてもよく、その態様は任意である。
【００１８】
また研磨用バフの表面には研磨液を塗布しておくのが好ましい。研磨液を用いると、塗布しておく研磨液を適宜に選択することで、試料に応じた所望の摩耗試験を行うことが可能となる。なお、相対運動が研磨用バフを回転させることによる回転運動である場合には、塗布した研磨液が遠心力によりバフの外周方向へ移動してしまうことがあるので、摩耗工程を実施している間、研磨用バフに研磨液を連続的にまたは間欠的に供給し続けるようにするのが好ましい。
【００１９】
本発明の方法を実施する際に用いる本発明の摩耗試験機は、テーブル回転装置と、試料保持装置とを備えている。テーブル回転装置は、回転テーブルの上に支持された研磨用バフを回転軸を中心にして回転させる。試料保持装置は、試料を研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で保持する。試料保持装置は特に、アームと、支持部と、試料保持部と、バランスウエイトと、荷重付与部とを備えている。アームは、一端と他端の間に支点を有する。支持部は、アームの支点を回転自在に支持する。試料保持部は、アームの一端に設けられて試料を保持する。バランスウエイトは、アームの他端に設けられて、荷重付与部からアームに荷重が付与されていない状態における試料と研磨用バフとの接触圧を最小に制御する。加重付与部は、一定の接触圧を発生するようにアームの一端と支点との間に位置するアームの部分に静荷重を加える。本発明の摩耗試験機では、バランスウエイトと荷重付与部との組み合わせにより、簡単に試料を研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させることができる。
【００２０】
荷重付与部は、アームの一端と支点との間に位置するアームの部分に一端が固定され、アームよりも下方に位置する固定部に他端が固定されたコイルバネとしてもよい。加重付与部をこのように構成すると、簡単な構成でアームに静荷重を加えることができる。また使用するコイルバネのバネ定数や固定部の位置を変更することにより、付与する荷重を簡単に変更することができる。
【００２１】
試料保持部は、アームに対して角度調整可能にアームに設けられていることが好ましい。このように構成すると、試料保持部のアームに対する角度を調整することにより、保持した試料を研磨用バフに対して所望の角度で配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態の摩耗試験機の試験機本体の上壁部を透明なものとし且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機平面図である。
【図２】本実施の形態の試験機本体の側壁部の一部を除去し且つ試験機本体の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の正面図である。
【図３】試料を研磨用バフに接触させて摩耗させる状態を模式的に示した図である。
【図４】異なる５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて本発明の摩耗試験方法を行った結果を示す図である。
【図５】（Ａ）は球状炭化物を含む試料について従来の摩耗試験（２元アブレシブ摩耗）を行った摩耗面のＳＥＭ画像を示す図であり、（Ｂ）には球状炭化物を含む試料について本発明の摩耗試験を行った摩耗面のＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の摩耗試験機の実施の形態の一例について詳細に説明する。図１は、本実施の形態の摩耗試験機１の試験機本体３の上壁部３ａを透明なものとし且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の平面図であり、図２は、試験機本体３の側壁部３ｂの一部を除去し且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の正面図である。なお、図２においては、理解を容易にするため、テーブル回転装置５等の一部の部材は断面で示されている。図１に示すように、本実施形態の摩耗試験機１は、ハウジングを構成する試験機本体３と、テーブル回転装置５と、試料保持装置７とを備えている。試験機本体３は、上壁部３ａ、４つの側壁部３ｂ及び底壁部３ｃを備えており、図示しない電源から電力が供給されるモータ９と、モータ９の回転軸軸１１の回転数を計測する回転数カウンター６３を内部に備えている。モータ９は、試験機本体３内に設けられた図示しないモータ取付部材に取り付けられている。モータ９の回転軸１１の一端には、モータ用プーリ１３が取り付けられている。回転数カウンター６３は、回転軸１１の他端側に設けられており、回転軸１１の回転数を計測し、計測した結果を図示しない摩耗試験機１の制御装置等に出力する。回転数カウンター６３の構成は任意であり、例えば光学式エンコーダとすることができる。モータ用プーリ１３には、モータの回転力をテーブル回転装置５に伝達するためのベルト１５が巻き付けられている。
【００２４】
テーブル回転装置５は、軸１７と、テーブル回転用プーリ１９と、軸１７を回転可能に保持する複数の軸受け２１と、複数の軸受け２１を保持する軸受保持部材２３とを備えている。テーブル回転用プーリ１９は、軸１７の一方の端部に取り付けられており、周囲にベルト１５が巻き付けられている。軸受保持部材２３は、円筒形状に形成されており、軸受保持部材２３の一方の端部には取付用のフランジ２３ａが一体に設けられている。軸受保持部材２３は、フランジ２３ａを試験機本体３の上壁部３ａにボルト２５で固定されている。
【００２５】
軸１７の他方の端部には、ボス部材２７が固定されている。ボス部材２７は、円板状の取付部２７ａを備えており、この取付部２７ａに円板状の回転テーブル２９が螺子３１により螺子留めされている。回転テーブル２９の上には、研磨用バフ３３が支持される。研磨用バフ３３の表面には、研磨液が予め塗布されている。
【００２６】
試料保持装置７は、基部３５と、一対の立ち上がり壁部３７と、アーム支持部３９と、アーム４１と、試料保持部４３と、バランスウエイト４５とを備えている。基部３５には、細長い一対の貫通孔３５ａが形成されており、この貫通孔３５ａに作業者が指で挟んで回すことができる頭部を備えた２本の取付螺子４７が挿入されて、基部３５が試験機本体３の上壁部３ａに固定されている。この貫通孔３５ａは、２本の取付螺子４７を緩めた状態で、基部３５をスライドさせることを許容する。基部３５には、一対の立ち上がり壁部３７が間隔を開けて平行に設けられている。一対の立ち上がり壁部３７は、それぞれ２本のボルト４９により基部３５に固定されている。一対の立ち上がり壁部３７には、アーム支持部３９の両端部が回転可能に取り付けられている。アーム支持部３９は、円柱状の本体部３９ａと、本体部３９ａの両端に設けられた一対の取付部３９ｂとを備えている。本体部３９ａの中央部には、アーム４１が貫通する貫通孔３９ｃが設けられている。一対の取付部３９ｂは、本体部３９ａよりも小径の円柱状に形成されており、一対の立ち上がり壁部３７内にそれぞれ設けられた軸受５１により回転可能に保持されている。
【００２７】
アーム４１は、細長い円柱状のロッドから構成されている。アーム４１の直径寸法は、アーム支持部３９の貫通孔３９ｃと嵌合するように定められている。アーム支持部３９の貫通孔３９ｃ内に位置するアーム４１の部分がアームの支点４１ａを構成している。従ってアーム４１は、支点４１ａを中心として回転可能である。アーム４１の一端には、試料保持部４３が角度調整用螺子５２によりアーム４１に対して角度調整可能に設けられている。従って、試料保持部４３の角度を調整することにより、保持した試料を研磨用バフ３３に対して所望の角度で配置することができる。試料保持部４３は、摩耗試験中に試料をしっかりと保持することができれる構造であればどのような構造でもよい。本実施の形態では、試料保持部４３は試料４４を厚み方向から挟持する挟持構造を備えている。
【００２８】
アーム４１の他端にはバランスウエイト４５が設けられている。バランスウエイト４５は、アーム４１の端部に接続されてアーム４１と連続する竿部５３とカウンターウエイト５５とを備えている。カウンターウエイト５５には、竿部５３が貫通する貫通孔５５ａが中央に設けられており、カウンターウエイト５５は竿部５３上を位置変更可能に竿部５３に取り付けられている。竿部５３には、カウンターウエイト５５の位置を固定する２つのストッパを構成するナット５３ａ及び５３ｂが設けられている。ナット５３ｂは、竿部５３の外周部に設けた螺子部に螺合されて、カウンターウエイト５５が竿部５３から変位することを防止する。試料保持部４３が保持する試料４４の重量に応じて、竿部５３上におけるカウンターウエイトの位置を変更することにより、試料４４と研磨用バフ３３との接触圧を最小に制御する。
【００２９】
アーム４１の支点４１ａと試料保持部４３が設けられた一端との中間部分には、コイルバネ取付部材５７が取り付けられている。コイルバネ取付部材５７には、試験機本体３の内部の固定部５９に一端が固定されたコイルバネ６１の他端が固定されている。コイルバネ６１の一端及び他端は、取付のために直線状になっている。コイルバネ６１の他端の直線部は、試験機本体３の上壁部３ａに形成された穴部３ｄを貫通している。コイルバネ６１により、アーム４１は試験機本体３の上壁部３ａに向かう方向に引っ張られるため、研磨用バフ３３に一定の接触圧で接触した状態で、試料４４は試料保持部４３に保持される。
【００３０】
次に図１及び図２に示した摩耗試験機１を使用した本実施の形態における摩耗試験方法の一例について説明する。
【００３１】
１．試料の切り出し
まず、耐摩耗性の評価を行いたい炭素工具鋼及び合金工具鋼等の金属材料から、所定の寸法（例えば長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、高さ１０ｍｍ）の試料を切り出す。なお、本実施の形態では、試料の隣接する面が互いに直交するように切り出されている。なお、試料の形状は、これに限らず、少なくとも隣接する２面を有するように切り出せばよい。図２に示す試料４４では、この隣接する２面は面４４ａと面４４ｂである。また、試料が球形等の隣接する２面を有さない形状の場合には、試料の研磨により隣接する２面を試料に形成する。
【００３２】
２．鏡面研磨によるエッジの作成
切り出した試料の隣接する２面（図２の面４４ａと面４４ｂ）を鏡面研磨し、鏡面研磨した隣接する２面４４ａ及び４４ｂの交点がエッジ４４ｃになるようにする。図２の例では、２つの面４４ａと面４４ｂとの間の内角が９０°となるようにエッジ４４ｃが形成されている。
【００３３】
３．研磨用バフの設置
回転テーブル２９に試験条件に応じた研磨用バフ３３を設置する。本実施の形態では、BUEHLER社製TRIDENTを研磨用バフとして使用した。必要な場合には、研磨用バフ３３の表面に研磨液を塗布しておく。
【００３４】
４．試料保持部４３による試料の保持
鏡面研磨した試料４４を、２つの面４４ａ及び４４ｂの交点に形成されたエッジ４４ｃが研磨用バフ３３の表面と接触するように、試料保持装置７の試料保持部４３で保持する。特に本実施の形態では、試料保持部４３のアーム４１に対する角度を調整することにより、鏡面研磨した面４４ａと研磨用バフ３３との間の角度及び面４４ｂと研磨用バフ３３との間の角度がそれぞれ４５°となるように試料４４を保持する。
【００３５】
５．バランスウエイトの調整
試料と研磨用バフ３３との接触圧が最小となるようにカウンターウエイト５５の位置を変更してバランスウエイト４５を調整する。
【００３６】
６．荷重付与部の調整
試料が研磨用バフ３３の表面に試験条件で設定した接触圧で接触するようにコイルバネ６１を選択し、選択したコイルバネ６１をコイルバネ取付部材５７及び固定部５９に固定する。コイルバネによる荷重は、例えば３００ｇとすることができる。
【００３７】
７．研磨用バフの回転
モータ９を駆動することにより、研磨用バフ３３を回転させる。本実施の形態では、回転速度１８０rpmで研磨用バフ３３を回転させた。
【００３８】
８．研磨液の供給
本実施の形態では、試料の摩耗中、０．３μｍのアルミナサスペンション（BUEHLER社製MICROPOLISH II ALUMINA0.3）をメタノールで体積比１：１で希釈した研磨液を、図示しない研磨液自働供給装置により研磨用バフ３３の表面上に供給した。なお、研磨液自働供給装置の構成は、公知の構成を採用することができ、本発明の要旨とは関係しないので説明を省略する。
【００３９】
９．摩耗試験
回転している研磨用バフ３３の表面に、試料４４に形成したエッジ４４ｃを試験条件で設定した長さまたは時間分だけ接触させてエッジ４４ｃを摩耗させる。図３には、試料を研磨用バフ３３に接触させて摩耗させる状態を模式的に示した図が示されている。試料４４を研磨用バフ３３に接触させる回転数は、例えば試験条件で定めた摩耗距離を、試料４４が研磨用バフ３３と接触する位置と研磨用バフ３３の回転中心との距離を半径とする演習の長さで除することにより定めることができる。研磨用バフ３３の回転数は、研磨用バフ３３が取り付けられたモータ９の回転軸１１の回転数を回転数カウンター６３で計測する。本実施の形態では、研磨用バフ３３の回転中心から８０ｍｍ離した位置で研磨用バフ３３と１００回転分試料４４を接触させた。
【００４０】
１０．耐摩耗性の評価
研磨用バフ３３と接触することにより試料４４のエッジ４４ｃに形成された摩耗面の幅を、デジタルマイクロスコープにより３００倍に拡大して測定する。
【００４１】
次に異なる５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて上述した摩耗試験方法を実施した結果について説明する。５つの金属材料Ａ乃至Ｅの実際の耐摩耗性は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅの順で大きくなる。これら５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて上述した摩耗試験をそれぞれ３回ずつ行ったところ、各金属材料の摩耗面の幅は図４に示すようになった。各金属材料の摩耗面の幅の平均値を計測したところ、Ｅ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ＞Ａの順となった。従って、本実施の形態の摩耗試験方法では、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅの順で耐摩耗性が大きくなる結果となり、実際の耐摩耗性と一致する。従って本発明の摩耗試験方法によれば、試料の実際の耐摩耗性と同一の耐摩耗性を評価することが可能である。また図４に示す結果によれば、各金属材料についての摩耗幅のばらつきが大きくない。そのため、本発明の耐摩耗試験は、耐摩耗性データの再現性に優れた摩耗試験であることが理解される。
【００４２】
図５（Ａ）には、球状炭化物を含む試料について従来の摩耗試験（２元アブレシブ摩耗）を行った摩耗面のＳＥＭ画像が示されており、図５（Ｂ）には本発明の摩耗試験を行った摩耗面のＳＥＭ画像が示されている。図５（Ａ）に示すＳＥＭ画像に比べて図５（Ｂ）に示すＳＥＭ画像では、摩耗痕の線状性が弱くなっている。この線状性の弱さは、３元アブレシブ摩耗の特徴と一致している。また、図５（Ｂ）に示すＳＥＭ画像では、摩耗面に炭化物をはっきりと確認することができ、３元アブレシブ摩耗の様子を精度よく再現できている。従って、本発明の摩耗試験方法によれば、定量的な摩耗性を評価することができる。
【００４３】
上記実施の形態では、試料４４と研磨用バフ３３との間の相対運動が回転運動の場合について説明したが。相対運動は回転運動に限られない。研磨用バフが回転しない場合には、研磨液が遠心力によりバフの外周方向へ移動することがなくなるので、研磨液自働供給装置により研磨液を供給せずに、研磨用バフに研磨液を塗布しておくだけでもよい。
【００４４】
また上記実施の形態では、隣接する２面４４ａと面４４ｂの間の内角が９０°としたが、試料のエッジのみが研磨用バフと線接触した状態とすることができれば、隣接する２面の間の内角は任意の角度とすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、隣接する２面４４ａと面４４ｂと研磨用バフ３３との間の角度が互いに等しく（４５°）なるようにしたが、隣接する２面の間の角度を異なるよう試料を保持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、隣接する２面の交点に形成したエッジを摩耗することによりエッジに形成された摩耗面の幅を測定して試料の耐摩耗性を評価する。試料はエッジのみが研磨用バフと線接触した状態から徐々に面接触へと摩耗が進行するので、試験開始当初においても十分に摩耗するため、試験結果にばらつきが生じなくなり、耐摩耗性データの再現性を高めることができる。また摩耗面の幅により試料の耐摩耗性を評価しているので、分析用の天秤等で重量変化を把握できる程度まで試料を摩耗させる必要が無く、試料の初期摩耗の評価を行うことができる。また少ない摩耗量で評価をすることができるので、試験時間を短くすることができる。さらに得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致すので、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 摩耗試験機
３ 試験機本体
３ａ 上壁部
３ｂ 側壁部
３ｃ 底壁部
３ｄ 穴部
５ テーブル回転装置
７ 試料保持装置
９ モータ
１１ 軸
１３ モータ用プーリ
１５ ベルト
１７ 軸
１９ テーブル回転用プーリ
２１ 軸受け
２３ 軸受保持部材
２３ａ フランジ
２５ ボルト
２７ ボス部材
２７ａ 取付部
２９ 回転テーブル
３１ 螺子
３３ 研磨用バフ
３５ 基部
３５ａ 貫通孔
３７ 立ち上がり壁部
３９ アーム支持部
３９ａ 本体部
３９ｂ 取付部
３９ｃ 貫通孔
４１ アーム
４１ａ 支点
４３ 試料保持部
４４ 試料
４４ａ，４４ｂ 面
４４ｃ エッジ
４５ バランスウエイト
４７ 取付螺子
４９ ボルト
５１ 軸受け
５２ 角度調整用螺子
５３ 竿部
５５ カウンターウエイト
５５ａ ナット
５５ｂ ナット
５７ コイルバネ取付部材
５９ 固定部
６１ コイルバネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の耐摩耗性、特には３元アブレシブ摩耗性を評価する摩耗試験方法及び該方法を実施する際に使用する摩耗試験機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メリヤス編機の針等の機械部品や刃物に使用される炭素工具鋼及び合金工具鋼等の金属材料の耐摩耗性を評価する方法として、摺動面間に硬質遊離粒子を供給するピンオンディスク法が知られている。そして特開２００１−２０８６６５号公報（特許文献１）には、従来のピンオンディスク法による摩耗試験装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０８６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるような従来のピンオンディスク法では、試験後の試料の体積や重量の変化量を摩耗量とし、この摩耗量に基づいて耐摩耗性の評価を行っている。しかしながら試料の初期摩耗の特性について試験したい場合には、初期摩耗の摩耗量が非常に微小であるため、電子天秤等の分析用の天秤を用いて重量を測定しても、摩耗量が測定範囲外となってしまい、試料の初期摩耗の評価を行うことができないという問題がある。また従来のピンオンディスク法では、電子天秤等の分析用の天秤で測定できる程度まで試料を摩耗しなければならないために、硬質粒子径が極めて小さい試料のように、摩耗量が少ない試料を試験する場合には、摩耗試験に時間がかかってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
また従来のピンオンディスク法による摩耗試験により得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致しておらず、ピンオンディスク法では３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができない問題があった。
【０００６】
さらに従来のピンオンディスク法で試料が板形状である場合には、バフ等の研磨部材と試料が面接触した状態で摩耗試験が行われる。そのため試料が、いわゆるびびり振動と呼ばれる微小振動をしている。微小振動が発生すると、同一条件における摩耗試験でも試験結果にばらつきが生じて、耐摩耗性データの再現性が低くなってしまうことがある。
【０００７】
さらに、刃付けを必要とする工具等においては、工具等の面の耐摩耗性だけでなく、刃先の先端やエッジの耐摩耗性が重要となる。しかしながら、従来の摩耗試験に用いられている摩耗試験機は、エッジの摩耗試験に適しておらず、エッジの耐摩耗性を正確に評価できないという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、試料の初期摩耗の評価を行うことができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【０００９】
上記目的に加えて、本発明の他の目的は、試験時間を短くすることができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１０】
上記目的に加えて、本発明のさらに他の目的は、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、エッジ部の摩耗を評価することができる摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、試験片が微小振動することのない摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、耐摩耗性データの再現性に優れた摩耗試験方法及び摩耗試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の摩耗試験方法は、研磨工程と、摩耗工程と、評価工程とを実施する。研磨工程では、試料の隣接する２面を鏡面研磨して隣接する２面の交点にエッジを形成する。摩耗工程では、試料のエッジを研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で、試料と研磨用バフとの間に予め定めた相対運動を生じさせてエッジを摩耗させる。そして評価工程では、エッジに形成された摩耗面の幅（エッジが延びる方向と直交する方向の摩耗面の寸法）を測定して試料の耐摩耗性を評価する。本発明の摩耗試験方法によれば、試料はエッジのみが研磨用バフと線接触した状態から徐々に面接触へと摩耗が進行する。そのため、試験開始当初から試験片が微小振動（びびり振動）することがない。またエッジは、試験開始当初においても十分に摩耗するため、試験結果にばらつきが生じなくなり、耐摩耗性データの再現性を高めることができる。さらに本発明の摩耗試験方法によれば、摩耗面の幅により試料の耐摩耗性を評価しているので、分析用の天秤等で重量変化を把握できる程度まで試料を摩耗させる必要が無い。そのため、試料の初期摩耗の評価を行うことができる。また少ない摩耗量で評価をすることができるので、試験時間を短くすることができる。さらに、本発明の摩耗試験方法により得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致する。そのため、本発明によれば、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる。
【００１５】
研磨工程では、隣接する２面の間の内角が９０°になるように２面を鏡面研磨してもよい。接する２面の間の内角を９０°にすると、研磨工程における試料の研磨が容易となり、隣接する２面の交点に簡単にエッジを形成することができる。
【００１６】
試料の隣接する２面と研磨用バフの間との角度はそれぞれ等しいことが好ましい。このようにすると、隣接する２面がエッジを中心にして均等に摩耗していく。そのため、バラツキの少ない試験結果を得ることができる。
【００１７】
相対運動は、試料及び試験用バスの一方または両方を移動させて生じさせることができる。例えば、試料を所定位置に配置し、研磨用バフを回転させることにより、相対運動を生じさせることができる。このように構成すると、既存のピンオンディスク用の摩耗試験機の一部を利用することができるので、摩耗試験を簡単に行うことができる。なお試料と研磨用バフとの間の相対運動は、回転運動に限られず、直線運動、往復運動、あるいはこれらと回転運動とを組合せてもよく、その態様は任意である。
【００１８】
また研磨用バフの表面には研磨液を塗布しておくのが好ましい。研磨液を用いると、塗布しておく研磨液を適宜に選択することで、試料に応じた所望の摩耗試験を行うことが可能となる。なお、相対運動が研磨用バフを回転させることによる回転運動である場合には、塗布した研磨液が遠心力によりバフの外周方向へ移動してしまうことがあるので、摩耗工程を実施している間、研磨用バフに研磨液を連続的にまたは間欠的に供給し続けるようにするのが好ましい。
【００１９】
本発明の方法を実施する際に用いる本発明の摩耗試験機は、テーブル回転装置と、試料保持装置とを備えている。テーブル回転装置は、回転テーブルの上に支持された研磨用バフを回転軸を中心にして回転させる。試料保持装置は、試料を研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で保持する。試料保持装置は特に、アームと、支持部と、試料保持部と、バランスウエイトと、荷重付与部とを備えている。アームは、一端と他端の間に支点を有する。支持部は、アームの支点を回転自在に支持する。試料保持部は、アームの一端に設けられて試料を保持する。バランスウエイトは、アームの他端に設けられて、荷重付与部からアームに荷重が付与されていない状態における試料と研磨用バフとの接触圧を最小に制御する。加重付与部は、一定の接触圧を発生するようにアームの一端と支点との間に位置するアームの部分に静荷重を加える。本発明の摩耗試験機では、バランスウエイトと荷重付与部との組み合わせにより、簡単に試料を研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させることができる。
【００２０】
荷重付与部は、アームの一端と支点との間に位置するアームの部分に一端が固定され、アームよりも下方に位置する固定部に他端が固定されたコイルバネとしてもよい。加重付与部をこのように構成すると、簡単な構成でアームに静荷重を加えることができる。また使用するコイルバネのバネ定数や固定部の位置を変更することにより、付与する荷重を簡単に変更することができる。
【００２１】
試料保持部は、アームに対して角度調整可能にアームに設けられていることが好ましい。このように構成すると、試料保持部のアームに対する角度を調整することにより、保持した試料を研磨用バフに対して所望の角度で配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態の摩耗試験機の試験機本体の上壁部を透明なものとし且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機平面図である。
【図２】本実施の形態の試験機本体の側壁部の一部を除去し且つ試験機本体の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の正面図である。
【図３】試料を研磨用バフに接触させて摩耗させる状態を模式的に示した図である。
【図４】異なる５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて本発明の摩耗試験方法を行った結果を示す図である。
【図５】（Ａ）は球状炭化物を含む試料について従来の摩耗試験（２元アブレシブ摩耗）を行った摩耗面のＳＥＭ画像を示す図であり、（Ｂ）には球状炭化物を含む試料について本発明の摩耗試験を行った摩耗面のＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の摩耗試験機の実施の形態の一例について詳細に説明する。図１は、本実施の形態の摩耗試験機１の試験機本体３の上壁部３ａを透明なものとし且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の平面図であり、図２は、試験機本体３の側壁部３ｂの一部を除去し且つ試験機本体３の内部構造の一部を省略して示した摩耗試験機１の正面図である。なお、図２においては、理解を容易にするため、テーブル回転装置５等の一部の部材は断面で示されている。図１に示すように、本実施形態の摩耗試験機１は、ハウジングを構成する試験機本体３と、テーブル回転装置５と、試料保持装置７とを備えている。試験機本体３は、上壁部３ａ、４つの側壁部３ｂ及び底壁部３ｃを備えており、図示しない電源から電力が供給されるモータ９と、モータ９の回転軸軸１１の回転数を計測する回転数カウンター６３を内部に備えている。モータ９は、試験機本体３内に設けられた図示しないモータ取付部材に取り付けられている。モータ９の回転軸１１の一端には、モータ用プーリ１３が取り付けられている。回転数カウンター６３は、回転軸１１の他端側に設けられており、回転軸１１の回転数を計測し、計測した結果を図示しない摩耗試験機１の制御装置等に出力する。回転数カウンター６３の構成は任意であり、例えば光学式エンコーダとすることができる。モータ用プーリ１３には、モータの回転力をテーブル回転装置５に伝達するためのベルト１５が巻き付けられている。
【００２４】
テーブル回転装置５は、軸１７と、テーブル回転用プーリ１９と、軸１７を回転可能に保持する複数の軸受け２１と、複数の軸受け２１を保持する軸受保持部材２３とを備えている。テーブル回転用プーリ１９は、軸１７の一方の端部に取り付けられており、周囲にベルト１５が巻き付けられている。軸受保持部材２３は、円筒形状に形成されており、軸受保持部材２３の一方の端部には取付用のフランジ２３ａが一体に設けられている。軸受保持部材２３は、フランジ２３ａを試験機本体３の上壁部３ａにボルト２５で固定されている。
【００２５】
軸１７の他方の端部には、ボス部材２７が固定されている。ボス部材２７は、円板状の取付部２７ａを備えており、この取付部２７ａに円板状の回転テーブル２９が螺子３１により螺子留めされている。回転テーブル２９の上には、研磨用バフ３３が支持される。研磨用バフ３３の表面には、研磨液が予め塗布されている。
【００２６】
試料保持装置７は、基部３５と、一対の立ち上がり壁部３７と、アーム支持部３９と、アーム４１と、試料保持部４３と、バランスウエイト４５とを備えている。基部３５には、細長い一対の貫通孔３５ａが形成されており、この貫通孔３５ａに作業者が指で挟んで回すことができる頭部を備えた２本の取付螺子４７が挿入されて、基部３５が試験機本体３の上壁部３ａに固定されている。この貫通孔３５ａは、２本の取付螺子４７を緩めた状態で、基部３５をスライドさせることを許容する。基部３５には、一対の立ち上がり壁部３７が間隔を開けて平行に設けられている。一対の立ち上がり壁部３７は、それぞれ２本のボルト４９により基部３５に固定されている。一対の立ち上がり壁部３７には、アーム支持部３９の両端部が回転可能に取り付けられている。アーム支持部３９は、円柱状の本体部３９ａと、本体部３９ａの両端に設けられた一対の取付部３９ｂとを備えている。本体部３９ａの中央部には、アーム４１が貫通する貫通孔３９ｃが設けられている。一対の取付部３９ｂは、本体部３９ａよりも小径の円柱状に形成されており、一対の立ち上がり壁部３７内にそれぞれ設けられた軸受５１により回転可能に保持されている。
【００２７】
アーム４１は、細長い円柱状のロッドから構成されている。アーム４１の直径寸法は、アーム支持部３９の貫通孔３９ｃと嵌合するように定められている。アーム支持部３９の貫通孔３９ｃ内に位置するアーム４１の部分がアームの支点４１ａを構成している。従ってアーム４１は、支点４１ａを中心として回転可能である。アーム４１の一端には、試料保持部４３が角度調整用螺子５２によりアーム４１に対して角度調整可能に設けられている。従って、試料保持部４３の角度を調整することにより、保持した試料を研磨用バフ３３に対して所望の角度で配置することができる。試料保持部４３は、摩耗試験中に試料をしっかりと保持することができれる構造であればどのような構造でもよい。本実施の形態では、試料保持部４３は試料４４を厚み方向から挟持する挟持構造を備えている。
【００２８】
アーム４１の他端にはバランスウエイト４５が設けられている。バランスウエイト４５は、アーム４１の端部に接続されてアーム４１と連続する竿部５３とカウンターウエイト５５とを備えている。カウンターウエイト５５には、竿部５３が貫通する貫通孔５５ａが中央に設けられており、カウンターウエイト５５は竿部５３上を位置変更可能に竿部５３に取り付けられている。竿部５３には、カウンターウエイト５５の位置を固定する２つのストッパを構成するナット５３ａ及び５３ｂが設けられている。ナット５３ｂは、竿部５３の外周部に設けた螺子部に螺合されて、カウンターウエイト５５が竿部５３から変位することを防止する。試料保持部４３が保持する試料４４の重量に応じて、竿部５３上におけるカウンターウエイトの位置を変更することにより、試料４４と研磨用バフ３３との接触圧を最小に制御する。
【００２９】
アーム４１の支点４１ａと試料保持部４３が設けられた一端との中間部分には、コイルバネ取付部材５７が取り付けられている。コイルバネ取付部材５７には、試験機本体３の内部の固定部５９に一端が固定されたコイルバネ６１の他端が固定されている。コイルバネ６１の一端及び他端は、取付のために直線状になっている。コイルバネ６１の他端の直線部は、試験機本体３の上壁部３ａに形成された穴部３ｄを貫通している。コイルバネ６１により、アーム４１は試験機本体３の上壁部３ａに向かう方向に引っ張られるため、研磨用バフ３３に一定の接触圧で接触した状態で、試料４４は試料保持部４３に保持される。
【００３０】
次に図１及び図２に示した摩耗試験機１を使用した本実施の形態における摩耗試験方法の一例について説明する。
【００３１】
１．試料の切り出し
まず、耐摩耗性の評価を行いたい炭素工具鋼及び合金工具鋼等の金属材料から、所定の寸法（例えば長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、高さ１０ｍｍ）の試料を切り出す。なお、本実施の形態では、試料の隣接する面が互いに直交するように切り出されている。なお、試料の形状は、これに限らず、少なくとも隣接する２面を有するように切り出せばよい。図２に示す試料４４では、この隣接する２面は面４４ａと面４４ｂである。また、試料が球形等の隣接する２面を有さない形状の場合には、試料の研磨により隣接する２面を試料に形成する。
【００３２】
２．鏡面研磨によるエッジの作成
切り出した試料の隣接する２面（図２の面４４ａと面４４ｂ）を鏡面研磨し、鏡面研磨した隣接する２面４４ａ及び４４ｂの交点がエッジ４４ｃになるようにする。図２の例では、２つの面４４ａと面４４ｂとの間の内角が９０°となるようにエッジ４４ｃが形成されている。
【００３３】
３．研磨用バフの設置
回転テーブル２９に試験条件に応じた研磨用バフ３３を設置する。本実施の形態では、BUEHLER社製TRIDENTを研磨用バフとして使用した。必要な場合には、研磨用バフ３３の表面に研磨液を塗布しておく。
【００３４】
４．試料保持部４３による試料の保持
鏡面研磨した試料４４を、２つの面４４ａ及び４４ｂの交点に形成されたエッジ４４ｃが研磨用バフ３３の表面と接触するように、試料保持装置７の試料保持部４３で保持する。特に本実施の形態では、試料保持部４３のアーム４１に対する角度を調整することにより、鏡面研磨した面４４ａと研磨用バフ３３との間の角度及び面４４ｂと研磨用バフ３３との間の角度がそれぞれ４５°となるように試料４４を保持する。
【００３５】
５．バランスウエイトの調整
試料と研磨用バフ３３との接触圧が最小となるようにカウンターウエイト５５の位置を変更してバランスウエイト４５を調整する。
【００３６】
６．荷重付与部の調整
試料が研磨用バフ３３の表面に試験条件で設定した接触圧で接触するようにコイルバネ６１を選択し、選択したコイルバネ６１をコイルバネ取付部材５７及び固定部５９に固定する。コイルバネによる荷重は、例えば３００ｇとすることができる。
【００３７】
７．研磨用バフの回転
モータ９を駆動することにより、研磨用バフ３３を回転させる。本実施の形態では、回転速度１８０rpmで研磨用バフ３３を回転させた。
【００３８】
８．研磨液の供給
本実施の形態では、試料の摩耗中、０．３μｍのアルミナサスペンション（BUEHLER社製MICROPOLISH II ALUMINA0.3）をメタノールで体積比１：１で希釈した研磨液を、図示しない研磨液自働供給装置により研磨用バフ３３の表面上に供給した。なお、研磨液自働供給装置の構成は、公知の構成を採用することができ、本発明の要旨とは関係しないので説明を省略する。
【００３９】
９．摩耗試験
回転している研磨用バフ３３の表面に、試料４４に形成したエッジ４４ｃを試験条件で設定した長さまたは時間分だけ接触させてエッジ４４ｃを摩耗させる。図３には、試料を研磨用バフ３３に接触させて摩耗させる状態を模式的に示した図が示されている。試料４４を研磨用バフ３３に接触させる回転数は、例えば試験条件で定めた摩耗距離を、試料４４が研磨用バフ３３と接触する位置と研磨用バフ３３の回転中心との距離を半径とする演習の長さで除することにより定めることができる。研磨用バフ３３の回転数は、研磨用バフ３３が取り付けられたモータ９の回転軸１１の回転数を回転数カウンター６３で計測する。本実施の形態では、研磨用バフ３３の回転中心から８０ｍｍ離した位置で研磨用バフ３３と１００回転分試料４４を接触させた。
【００４０】
１０．耐摩耗性の評価
研磨用バフ３３と接触することにより試料４４のエッジ４４ｃに形成された摩耗面の幅を、デジタルマイクロスコープにより３００倍に拡大して測定する。
【００４１】
次に異なる５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて上述した摩耗試験方法を実施した結果について説明する。５つの金属材料Ａ乃至Ｅの実際の耐摩耗性は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅの順で大きくなる。これら５つの金属材料Ａ乃至Ｅについて上述した摩耗試験をそれぞれ３回ずつ行ったところ、各金属材料の摩耗面の幅は図４に示すようになった。各金属材料の摩耗面の幅の平均値を計測したところ、Ｅ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ＞Ａの順となった。従って、本実施の形態の摩耗試験方法では、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅの順で耐摩耗性が大きくなる結果となり、実際の耐摩耗性と一致する。従って本発明の摩耗試験方法によれば、試料の実際の耐摩耗性と同一の耐摩耗性を評価することが可能である。また図４に示す結果によれば、各金属材料についての摩耗幅のばらつきが大きくない。そのため、本発明の耐摩耗試験は、耐摩耗性データの再現性に優れた摩耗試験であることが理解される。
【００４２】
図５（Ａ）には、球状炭化物を含む試料について従来の摩耗試験（２元アブレシブ摩耗）を行った摩耗面のＳＥＭ画像が示されており、図５（Ｂ）には本発明の摩耗試験を行った摩耗面のＳＥＭ画像が示されている。図５（Ａ）に示すＳＥＭ画像に比べて図５（Ｂ）に示すＳＥＭ画像では、摩耗痕の線状性が弱くなっている。この線状性の弱さは、３元アブレシブ摩耗の特徴と一致している。また、図５（Ｂ）に示すＳＥＭ画像では、摩耗面に炭化物をはっきりと確認することができ、３元アブレシブ摩耗の様子を精度よく再現できている。従って、本発明の摩耗試験方法によれば、定量的な摩耗性を評価することができる。
【００４３】
上記実施の形態では、試料４４と研磨用バフ３３との間の相対運動が回転運動の場合について説明したが。相対運動は回転運動に限られない。研磨用バフが回転しない場合には、研磨液が遠心力によりバフの外周方向へ移動することがなくなるので、研磨液自働供給装置により研磨液を供給せずに、研磨用バフに研磨液を塗布しておくだけでもよい。
【００４４】
また上記実施の形態では、隣接する２面４４ａと面４４ｂの間の内角が９０°としたが、試料のエッジのみが研磨用バフと線接触した状態とすることができれば、隣接する２面の間の内角は任意の角度とすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、隣接する２面４４ａと面４４ｂと研磨用バフ３３との間の角度が互いに等しく（４５°）なるようにしたが、隣接する２面の間の角度を異なるよう試料を保持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、隣接する２面の交点に形成したエッジを摩耗することによりエッジに形成された摩耗面の幅を測定して試料の耐摩耗性を評価する。試料はエッジのみが研磨用バフと線接触した状態から徐々に面接触へと摩耗が進行するので、試験開始当初においても十分に摩耗するため、試験結果にばらつきが生じなくなり、耐摩耗性データの再現性を高めることができる。また摩耗面の幅により試料の耐摩耗性を評価しているので、分析用の天秤等で重量変化を把握できる程度まで試料を摩耗させる必要が無く、試料の初期摩耗の評価を行うことができる。また少ない摩耗量で評価をすることができるので、試験時間を短くすることができる。さらに得られた試験結果は、実際の機械部品や刃物で生じる３元アブレシブ摩耗の結果と合致すので、実際の３元アブレシブ摩耗を模擬的に評価することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 摩耗試験機
３ 試験機本体
３ａ 上壁部
３ｂ 側壁部
３ｃ 底壁部
３ｄ 穴部
５ テーブル回転装置
７ 試料保持装置
９ モータ
１１ 軸
１３ モータ用プーリ
１５ ベルト
１７ 軸
１９ テーブル回転用プーリ
２１ 軸受け
２３ 軸受保持部材
２３ａ フランジ
２５ ボルト
２７ ボス部材
２７ａ 取付部
２９ 回転テーブル
３１ 螺子
３３ 研磨用バフ
３５ 基部
３５ａ 貫通孔
３７ 立ち上がり壁部
３９ アーム支持部
３９ａ 本体部
３９ｂ 取付部
３９ｃ 貫通孔
４１ アーム
４１ａ 支点
４３ 試料保持部
４４ 試料
４４ａ，４４ｂ 面
４４ｃ エッジ
４５ バランスウエイト
４７ 取付螺子
４９ ボルト
５１ 軸受け
５２ 角度調整用螺子
５３ 竿部
５５ カウンターウエイト
５５ａ ナット
５５ｂ ナット
５７ コイルバネ取付部材
５９ 固定部
６１ コイルバネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の隣接する２面を鏡面研磨して前記隣接する２面の交点にエッジを形成する研磨工程と、
前記試料の前記エッジを研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で、前記試料と前記研磨用バフとの間に予め定めた相対運動を生じさせて前記エッジを摩耗させる摩耗工程と、
前記エッジに形成された摩耗面の幅を測定して前記試料の耐摩耗性を評価する評価工程とからなることを特徴とする摩耗試験方法。
【請求項２】
前記研磨工程では、前記隣接する２面の間の内角が９０°になるように前記２面を鏡面研磨する請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項３】
前記試料の隣接する２面と前記研磨用バフの間との角度はそれぞれ等しい請求項１または２に記載の摩耗試験方法。
【請求項４】
前記摩耗工程では、前記試料を所定位置に配置し、前記研磨用バフを回転させて、前記相対運動を生じさせる請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項５】
前記研磨用バフの前記表面には研磨液が塗布されている請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項６】
回転テーブルの上に支持された研磨用バフを回転軸を中心にして回転させるテーブル回転装置と、
試料を前記研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で保持する試料保持装置とを備え、
前記試料保持装置が、一端と他端の間に支点を有するアームと、前記アームの前記支点を回転自在に支持する支持部と、前記アームの前記一端に設けられた試料保持部と、前記アームの前記他端に設けられたバランスウエイトと、前記一定の接触圧を発生するように前記アームの前記一端と前記支点との間に位置する前記アームの部分に静荷重を加える荷重付与部とを備えていることを特徴とする摩耗試験機。
【請求項７】
前記荷重付与部は、一端が前記アームの前記部分に固定され他端が前記アームよりも下方に位置する固定部に固定されたコイルバネからなる請求項６に記載の摩耗試験機。
【請求項８】
前記試料保持部は、前記アームに対して角度調整可能に前記アームの前記一端に設けられている請求項６に記載の摩耗試験機。
【請求項１】
試料の隣接する２面を鏡面研磨して前記隣接する２面の交点にエッジを形成する研磨工程と、
前記試料の前記エッジを研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で、前記試料と前記研磨用バフとの間に予め定めた相対運動を生じさせて前記エッジを摩耗させる摩耗工程と、
前記エッジに形成された摩耗面の幅を測定して前記試料の耐摩耗性を評価する評価工程とからなることを特徴とする摩耗試験方法。
【請求項２】
前記研磨工程では、前記隣接する２面の間の内角が９０°になるように前記２面を鏡面研磨する請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項３】
前記試料の隣接する２面と前記研磨用バフの間との角度はそれぞれ等しい請求項１または２に記載の摩耗試験方法。
【請求項４】
前記摩耗工程では、前記試料を所定位置に配置し、前記研磨用バフを回転させて、前記相対運動を生じさせる請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項５】
前記研磨用バフの前記表面には研磨液が塗布されている請求項１に記載の摩耗試験方法。
【請求項６】
回転テーブルの上に支持された研磨用バフを回転軸を中心にして回転させるテーブル回転装置と、
試料を前記研磨用バフの表面に一定の接触圧で接触させた状態で保持する試料保持装置とを備え、
前記試料保持装置が、一端と他端の間に支点を有するアームと、前記アームの前記支点を回転自在に支持する支持部と、前記アームの前記一端に設けられた試料保持部と、前記アームの前記他端に設けられたバランスウエイトと、前記一定の接触圧を発生するように前記アームの前記一端と前記支点との間に位置する前記アームの部分に静荷重を加える荷重付与部とを備えていることを特徴とする摩耗試験機。
【請求項７】
前記荷重付与部は、一端が前記アームの前記部分に固定され他端が前記アームよりも下方に位置する固定部に固定されたコイルバネからなる請求項６に記載の摩耗試験機。
【請求項８】
前記試料保持部は、前記アームに対して角度調整可能に前記アームの前記一端に設けられている請求項６に記載の摩耗試験機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５０４２８（Ｐ２０１３−５０４２８Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８９７９３（Ｐ２０１１−１８９７９３）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５９２１９７７０６）株式会社特殊金属エクセル (9)
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（５９２１９７７０６）株式会社特殊金属エクセル (9)
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